中国地区1°×1°点质量解算与精度分析

从重力异常相关性分析，地面重力异常场逼近效果以及数值计算稳定性出发，讨论分析了外部引力场扰动点质量赋数值，提出以窗口移动方式控制点质量对场元观测的作用范围，简化了模型结构。在此基础上，提出算经结构简化后具有稀疏矩阵特征的边值条件方程的超松驰迭代法，并实际解算了中国地区１°×１°点质量。     

利用滑动窗口的多项式拟合算法进行重力位场区域-剩余异常分离

地表观测的重力位场是地形质量、浅部地质结构产生的剩余重力异常和深部地质构造产生的区域重力异常的叠加效应。基于尺寸可变的滑动窗口的二维低阶多项式拟合算法和格网距离（到中心点）倒数的定权规则在空间域对地面观测的重力位场数据进行了不同深度层的区域-剩余异常分离。这克服了常规算法仅在水平方向上区分不同异常空间分布及垂直方向上定性分离的缺陷。并利用构建的模型重力数据和实测重力位场数据分别进行解算,数值结果验证了该方法的有效性。     

日本新国家重力基准网重建

自８０年开始,日本国土地理院着手新的国家重力基准网重建工作,包括了基准重力点的绝对重力值测定及补偿全国各级水准的相对重力测定,并获得取了大量的数据。在对重力测定和相对重力测定的数据进行统一解算,重力异常解算的基础上建立了新的国家重力基准网１９９６。该网精度比一贯使用的原因写生是力基准网提高了１个数量级。     

一种骨架提取的海洋重力适配区域局部分析方法

针对重力匹配定位精度与适配区特性及载体的航向有关的特点,提出了一种先由移动窗口计算重力场局部特征并优选适配区的方法,并证实匹配定位精度受适配区特性及载体航向的影响。引入快速欧氏距离场算法和简化方法提取适配区简化骨架,并由简化骨架点及其距离值生成局部适配区域。通过统计局部适配区重力特征为航向选择提供依据。仿真结果证明了本文方法的有效性。     

重力异常向上延拓严密改化模型及向下延拓应用

重力异常向上延拓全球积分模型在航空重力测量数据质量评估和向下延拓迭代计算等领域具有广泛的应用。为了消除积分核函数奇异性影响,需要对该模型进行基于积分恒等式的移去-恢复转换及全球积分域的分区改化处理。在此过程中,传统改化处理方法往往忽略了全球积分过渡到局域积分引起的积分恒等式偏差影响,从而导致不必要的计算模型误差,最终影响向上延拓计算结果的可靠性,甚至影响向下延拓迭代解算结果的稳定性。针对此问题,本文开展了重力异常向上延拓积分模型改化及向下延拓应用分析研究,依据实测数据保障条件和积分恒等式适用条件要求,导出了重力异常向上延拓积分模型的分步改化公式,提出了补偿传统改化模型缺陷的修正公式,并将最终的严密改化模型应用于重力异常向下延拓迭代解算。使用超高阶地球位模型EGM2008作为标准位场开展数值计算检验,分别对重力异常向上延拓分步改化模型的计算精度及在向下延拓迭代解算中的应用效果进行了检核评估,验证了采用严密改化模型的必要性和有效性。     

全球1°×1°海洋岩石圈有效弹性厚度模型

利用岩石圈挠曲均衡原理,联合海底地形模型和测高重力异常数据,采用滑动窗口导纳技术（moving window admittance technique,MWAT）计算了全球1°×1°海洋岩石圈有效弹性厚度模型。结果表明,海洋岩石圈有效弹性厚度总体较小,10 km以下区域约占70%,15 km以下约占85.4%,均值和标准差分别约为10 km和6.7 km。岩石圈有效弹性厚度20 km以上的区域主要位于海沟外隆地区,洋中脊岩石圈有效弹性厚度一般小于5 km;被动大陆边缘,如澳洲大陆南缘,岩石圈有效弹性厚度一般也较小;太平洋的海山密集分布地区,岩石圈有效弹性厚度一般为10~20 km。     

融合海域多源重力数据的正则化点质量方法

针对传统点质量方法在融合处理多源重力数据过程中可能出现的病态性问题,特别引入Tikhonov正则化方法,对点质量法计算模型进行正则化改造,建立了相应的正则化点质量解算模型。使用EGM2008位模型模拟产生航空重力和海面船测重力数据进行了融合处理仿真试验。实际验证结果表明,正则化处理方法能够有效抑制病态系数矩阵小奇异值放大噪声对点质量解的污染,提高解算结果的精度和稳定性。     

点质量融合模型的海空重力数据延拓分析

针对无高质量的数据对传统的虚拟点质量模型对重力数据改正时，易受系统误差影响及解算不稳定的问题，该文将海空重力数据中的系统误差用非参数分量表达，对点质量模型进行改进，建立了虚拟点质量的半参数模型，引入核估计方法，利用偏残差估计方法，进行三步拟合估计，得到了系统误差和点质量参数的估计值。在分离系统误差的基础上，引入正则化方法改善病态，将建立的模型与正则化方法相结合，建立了综合半参数核估计和正则化方法的点质量融合模型，可在无外部重力时估计系统误差，同时完成多源数据融合。基于EGM2008位模型产生海空重力异常数据，采用线性项和周期项系统误差进行仿真实验，结果表明改进后的点质量模型能够有效利用外部数据，在改善病态和分离系统误差方面提升精度效果明显。并以北卡罗来纳实测海空重力异常数据验证该文方法的有效性，结果表明在无外部数据时，该文方法能有效地分离系统误差，并且精度与引入外部数据改正后的正则化方法相当。     

CHAMP重力卫星结果在中国海及邻近海域的初步分析

利用世界上第一个采用高低卫_卫跟踪技术的CHAMP重力卫星计划导出的全新的高精度全球长波重力场模型EIGEN_1S结果 ,根据二维高斯滤波原理 ,基于相同空域尺度对卫星重力结果和由卫星测高解算的几种版本的海洋重力异常数据进行了长波部分的分析研究。结果表明 ,在中国海及其邻近海域卫星重力数据与卫星测高解算的海洋重力异常数据之间存在明显的偏差。     

大地测量与测高资料的垂线偏差解算与分析

针对卫星测高资料是海洋大地水准面、垂线偏差、重力异常等重力场参量反演的主要数据源。该文联合使用新近补充的Jason-2大地测量任务与HY-2B卫星测高资料,选取中国海及邻近海域(0°～40°N、100°～140°E)以及3个纬度带的10°×10°海域作为研究区域,根据交叉点处的观测时间、经纬度和大地水准面高计算垂线偏差方向分量,并采用XGM2019重力场模型进行检核分析。结果表明,Jason-2和HY-2B测高资料的垂线偏差解算精度可靠,其中HY-2B总体精度稍占优。由于低轨道倾角导致的地面轨迹分布方向及密度的差异,不同纬度带内Jason-2测高数据解算的垂线偏差东西分量精度随纬度的升高而显著提高。     

海洋测量学

CH20072174重力异常匹配辅助导航解算模型的优化=Improvement of Solution Model of Gravity Anomalies'Matc-hing Aided Navigation/戴全发(中国科学院测量与地球物理研究所)∥大地测量与地球动力学.-2007,27(4).-31~34重力匹配导航是目前水下惯性辅助导航的最佳解决方案之一,重力异常匹配是其中最重要的导航位置估算方式。由于正常重力与实际位置的相关性,实际进行的重力异常匹配不便于进行单纯的重力异常比较,为此设计了含有正常重力条件的重力匹配模型。比较仿真试验显示改进后的算法模型在重力异常变化平缓区域具有更好的匹配效果…     

利用重力异常数据构建重力梯度场的方法比较

为实现大范围、高精度基准重力梯度数据库的构建,考虑到重力梯度场对地形质量的敏感效应,一般利用恒密度数字高程模型来求取重力梯度值,从而忽略了地形密度变化以及水准面以下密度异常对重力梯度的影响。根据重力位理论中求解边值问题的数值应用方法,直接利用重力异常数据求取重力梯度场,弥补了密度变化和密度异常在重力梯度上的反映。根据模型算例和实测重力异常数据求取了剖面重力梯度值,结果表明,限于重力数据空间分辨率的影响,利用重力异常数据可恢复中长波段重力梯度场。该方法与地形数据求取重力梯度和卫星重力梯度测量等方法技术相结合,对重力梯度数据库的建设具有实际应用价值。     

按克林索求和计算大地水准面差距垂线偏差及重力异常

本文采用克林索求和的方法,应用三个重力模型计算了东经80°～120°和北纬20°～40°之间的大地水准面差距、垂线偏差和重力异常。各模型截取到22阶次为止,并且将各模型计算的5°×5°大地水准面差距和垂线偏差平均值进行了比较。另外还对模型计算的平均重力异常与实测的平均重力异常进行了比较。     

地球外部扰动引力场确定的数据空间分布结构

在对各类平均重力异常的谱特征分析的基础上，通过对积分区外高频谱误差的估计，给出了在一定精度指标下各类平均重力异常数据积分区的分布；提出了一种反映局部重力场特征的重力异常阶方差模型。讨论了平均重力异常的重点力布设。本文研究的主题虽然是空中扰动引力确定的数据结构问题，但对于地面上的高程异常和垂线偏差确定具有相类似的参考作用。     

计算平均重力异常的一个简易平滑因子

本文绘出了一个在计算平均重力异常中简单易算的平滑因子公式，并将其与Ｃｏｌｏｍｂｏ最佳平滑因子进行了比较，获得了两者具有相同精度的结论；再将其与直接积分得到的相应因子进行比较，结果表明：在我国范围内计算平均重力异常的误差小于１毫伽。     

陆地平均空间重力异常推值方法的研究

阐述了适用于陆地5'×5'网格内无重力点，但周围一定范围内有重力点时，其平均空间重力异常的推值方法。包括推值的数学模型、推值窗口的确定。推值已知重力点的选取及推值重力点权的确定等。最后用外部检核的方法，估计了推值的实际精度。     

基于梯级递推的无模糊度GPS基线解算方法研究

通过考虑模糊度的整数特性及相位波长与基线非参考站坐标误差之间的约束条件,提出了一种基于梯级递推的无模糊度GPS基线解算方法。该方法不受周跳的影响,并且在基线求解过程中不用考虑模糊度参数。分别以单个历元和移动窗口的多历元两种求解方案验证了该方法的正确性和可行性,并且基线解算结果具有较高的精度。     

精密单点定位在背负式移动激光扫描系统中的应用

部分利用DGPS技术的移动激光扫描系统的点云数据质量很大程度上受移动轨迹的解算精度影响。针对DGPS必须架设基站的局限性,以背负式移动激光扫描系统为例,使用精密单点定位(precise point positioning, PPP)技术对背负式激光扫描系统的移动轨迹进行解算并进行PPP内符合精度分析。文中通过GPS-RTK分别对PPP与DGPS辅助获取的点云数据精度进行检测,将两种技术获取的点云数据精度进行对比分析。试验结果表明:利用PPP辅助获取点云数据精度与DGPS辅助获取点云数据精度相当,PPP代替DGPS应用于背负式移动激光扫描系统完全是可行的。     

点-线特征联合的全景图像位姿解算方法EI北大核心CSCD

目前,全景图像位置和姿态参数的解算多基于点特征,而场景中普遍存在的线特征尚未得到充分利用。本文提出一种点-线特征联合的全景图像位姿解算方法,不仅可用于点特征缺失场景中全景图像位姿参数的解算,而且在点特征充足的场景中可提高位姿解算的精度和稳健性。该方法中的线特征使用线上的任意两点表示,不要求全景图像和三维场景同名线上的选点具有对应关系,因而易于选取,具有极大的实用性。首先,使用直接线性变换构建点-线特征联合的全景图像位姿解算模型,并针对水平线和垂直线获取简化后的模型;然后,利用仿真道路场景,从特征点和线的不同组合方式及大姿态角两方面分析该模型的适用性,并通过人工引入不同类型及量级的点-线误差分析该模型的容差性;最后,将本文方法应用于全景图像与激光点云的融合,从理论和实践两方面证明点-线特征联合的位姿解算方法在精度、稳健性和容差性方面优于单纯的点特征解算方法。     

基于EIGEN-6C4的区域重力异常插值方法

重力异常作为地球重力场的一种基本指标,广泛应用于大地测量、地球物理、地质、地震与海洋领域。为了快速获取高精度的未知点重力异常,本文基于EIGEN-6C4重力场模型解算某110 km×110 km区域内重力异常,构建5′×5′的重力异常格网模型,结合格网节点数据采用6种不同的插值算法拟合未知点的重力异常,最后使用外部检核的方法评价插值算法的精度。实验结果表明,6种插值算法的拟合精度均达到4 mgal以内,自然三次样条法和反距离加权插值法拟合精度最高,得到精度达到2.7 magl的重力异常。